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安邦信变频器应用于风机、水泵变频调速节能效果显著

时间:2007-1-20栏目:自动化论文

  交流变频调速是交流电动机调速方法中最理想的方案,采用变频器对风机、水泵类机械进行调速来调节风量、流量的方法,对节约能源,提高经济效益具有重要意义。但是,过去由于各种原因,如变频器的价格、质量、容量等因素的约束,没有得到广泛应用。近年来随着IC产业的迅猛发展,变频器的价格大幅下降,可靠性增强,容量增大(已达到400KW),变频器的使用已成倍增长。
  
  目前,国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速,已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。但在风机、水泵应用领域仍没有得到充分应用。其主要原因是对风机、水泵类负载可大量节能了解不够。故此,我们将风机、水泵的节能原理和应用状况向客户介绍。
  
  全国风机、水泵用电量占工业用电的60%以上,如果能在这个领域充分使用变频器进行变频无级调速,对我们发展加工制造业又严重缺电的国家,是兴国之策。
  
  风机,是传送气体装置。水泵,是传送水或其它液体的装置。就其结构和工作原理而言,两者基本相同。现先以风机为例加以说明。
  
  采用安邦信变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较,具有明显的节电效果。
  
  由图可以说明其节电原理:
  
  图中,曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H―Q)特性,曲线(2) 为管网风阻特性(风门全开)。
  
  假设风机工作在A点效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机转速由n1降到 n2,根据风机参数的比例定律,画出在转速n2风量(Q―H)特性,如曲线(4)所示。可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3随着显著减少,用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能的经济效果是十分明显的。
  
  由流体力学可知,风量与转速的一次方成正比,风压H与转速的平方成正比,轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速,当风量下降到80%时,转速也下降到80%,而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果风量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等。即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。
  
  同理,水泵的节能原理由下图说明:
  
  许多用泵场合都需在维持恒压的情况下改变给水量(流量Q)从左图可知:当流量Q1降至Q2若不改变水泵转速,扬程将升至B工作点,其功率可用H2*Q2来计算,对应面积BH20Q2.原A工作点功率Q1*HT图上面积AHTOQ1,两者所耗功率变化不大,如果我们降低转速至(2)即可节能Q2*H2-Q2*HT=Q2(H2-HT),图DBH2HT的面积即是节能值。再如流量变至Q3若仍以额定转速运行,所需功率Q3*H1,浪费能量为FCH1HT.
  
  与风机节能原理相同水泵电机输出功率正比于转速三次方关系,用变频器进行调速,流量下降,可保持恒压HT 若转速下降至额定转速的80%,轴功率下降至额定功率的51.2%,流量下降至Q3,若使扬程恒定,可使转速下降到额定转速的70%,此时 轴功率是额定值的34.3%,节能达65.7%,经济效益十分明显。
  
  下面举例说明安邦信变频器应用在锅炉采暖系统上的节能效果。
  
  10T蒸汽锅炉所用电机容量如下:
  
  引风机:55KW 鼓风机:18.5KW
  
  炉 排:1.5KW 给水泵:11KW (一用一备)
  
  本变频控制柜可保证在供热锅炉正常工作的基础上,同时达到节电、节煤以及环保的目的。
  
  电机总容量=55+18.5+1.5+11=86KW
  
  本锅炉视为即供暖和供空调及24小时 供热水的条件下每天工作24小时、每月30天,本变频控制柜在起炉高额区和恒温运行区的综合节电率约在35%左右,由此: 一、每月节电总量=86KW×35%×24×30=21672度
  
  按每度电以0.75元计算,则:
  
  10T炉的节电资金:0.75×21672度 =16,254 元/每月
  
  二、每月用煤量约为750吨,按5%节能率计算:
  
  1、 每月节煤量:750T×5%=37.5吨
  
  现按每吨煤280元计算
  
  2、 每月节煤资金:280元×37.5吨=10,500元
  
  每月节电节煤总额:16,254 +10,500=26,754元
  
  安装10T锅炉的鼓、引风、给水、炉排变频设备和安装监测仪表所需投入 220,000元,
  
  收回

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